Monumentaciones para estaciones
GNSS permanentes
de la red RAMSAC
Dirección de Geodesia
Instituto Geográfico Nacional
– 2018 –
Especificaciones técnicas para monumentaciones RAMSAC
Instituto Geográfico Nacional – Dirección de Geodesia 2
1. Introducción ........................................................................................... 3
2. Características técnicas de las estructuras .................................................. 3
3. Tipo de monumentaciones recomendadas .................................................. 4
3.1. Monumento tipo “estructura geofísica” ................................................. 4
3.1.1. Materiales preferidos para la fabricación ......................................... 4
3.1.2. Planos del despiece ..................................................................... 4
3.1.3. Lista de materiales ...................................................................... 8
3.2. Extensor para instalación en muro ....................................................... 8
3.2.1. Materiales preferidos para la fabricación ......................................... 8
3.2.2. Planos del despiece ..................................................................... 9
4. Instalación de la monumentación ............................................................ 11
Especificaciones técnicas para monumentaciones RAMSAC
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1. Introducción
El objetivo de este documento es la descripción de las
especificaciones técnicas de monumentaciones GNSS para la
instalación de estaciones permanentes pertenecientes a la Red
Argentina de Monitoreo Satelital Continuo (RAMSAC).
Estas especificaciones técnicas definen las características mecánicas
mínimas necesarias para garantizar la estabilidad a largo plazo (más
de 20 años) de las antenas GNSS y la repetitividad del plano
denominado “antenna reference point” (punto de referencia de la
antena, ARP) de dichos monumentos.
2. Características técnicas de las estructuras
Las características técnicas de la estructura sobre la cual se montarán
las antenas GNSS son las siguientes:
1. El monumento deberá ser estable a largo plazo (>20 años) de
manera de evitar saltos mecánicos espontáneos producidos por
desplazamientos de la monumentación. Quedan excluidos
desplazamientos intencionales (autorizados o no) producidos por
personal responsable de las instalaciones locales.
2. El plano del ARP debe ser repetible y estar libre de degradación
por corrosión, sin ambigüedad por giros de tuercas y/o
suplementos tales como arandelas o separadores metálicos.
Deberán evitarse las pinturas de todo tipo y los materiales a
utilizar para la fabricación deberán ser resistentes al óxido (por
ejemplo, aluminio, acero inoxidable, acero galvanizado, etc).
3. El plano de contacto entre el monumento y el ARP de la antena
debe estar libre de todo objeto asociado a la monumentación,
tales como tornillos y/o tuercas calantes, excedentes de material
del reticulado (“pelos”), etc.
4. El sistema de calado del monumento debe estar a no menos de 50
cm del plano del ARP y debe estar fabricado con materiales
resistentes al óxido.
5. La monumentación deberá evitar la utilización de tensores de
acero y/o cables de sujeción o cualquier sistema que sea
susceptible a cambios en la posición debido a estiramiento y/o
desplazamientos no controlados e irreproducibles. Quedan
excluidos movimientos periódicos generados por dilatación de
materiales.
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3. Tipo de monumentaciones recomendadas
A continuación, se presentan planos y recomendaciones de materiales
para la fabricación de monumentos para estaciones GNSS
permanentes de la red RAMSAC.
3.1. Monumento tipo “estructura geofísica”
3.1.1. Materiales preferidos para la fabricación
La estructura deberá ser fabricada preferentemente en acero
inoxidable. Dicho material puede ser soldado con soldadora de arco
eléctrico normal (utilizando los electrodos correspondientes) y puede
también ser combinado con otros materiales ferrosos no inoxidables
para abaratar costos.
Los perfiles deberán ser cilíndricos de 3 pulgadas de diámetro. Este
perfil garantiza una mejor estabilidad y durabilidad del monumento.
La estabilidad está asociada a una mejor distribución del calor
(uniforme) y por ende tiene asociada una dilatación más uniforme
que materiales reticulados. La durabilidad está garantizada dado que
se trata de una sola pieza no susceptible a quiebres en uniones
soldadas (del reticulado, por ejemplo) y disminuye las posibles fallas
de fabricación.
El sistema de sujeción de antena deberá ser un tornillo de acero
inoxidable o bronce.
3.1.2. Planos del despiece
A continuación se presentan los planos y croquis del despiece y
ensamblado de la monumentación. Las unidades de las acotaciones
se encuentran expresadas en milímetros a menos que se indique lo
contrario.
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Fig. 1: Frente - Monumentación de acero inoxidable
Fig. 2: Lateral - Monumentación de acero inoxidable
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Fig. 3: Disco para soporte de la antena (ARP)
Fig. 4: Disco para base de la monumentación
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Fig. 5: Tornillo de sujeción de la antena GPS/GNSS
Fig. 6: Croquis 3D del ensamblado de la monumentación
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3.1.3. Lista de materiales
A continuación se presenta el listado de materiales necesarios para la
construcción de la estructura presentada en 3.1. Los valores por
unidad son aproximados.
Ítem Unidad Cantidad Observación
Valor por
Unidad
[u$s]*
Caño de acero inox. Ø3" metro 0.5 Tubo redondo c/costura mate 316L
76.2x 3.0mm 20
Base antena (ARP) 1 1 Según especificaciones dadas en Fig.
3 13
Base soporte
monumentación 1 1
Según especificaciones dadas en Fig.
4 45
Arandelas de acero inox.
ؽ" unidad 9
-
Tuercas de acero inox.
ؽ" unidad 15 Tuerca BSW (ANSI B18.2.2) 304 1/2" -
Electrodos para acero
inox.
Para construcción del monumento -
Loctite sellaroscas 1 1
6
Barra hexagonal de 29
mm (acero o bronce) metro 0.04
Para fabricación del tornillo de
sujeción 20**
*Los valores expresados corresponden al valor por Unidad
**Valor para barra hexagonal de bronce
3.2. Extensor para instalación en muro
3.2.1. Materiales preferidos para la fabricación
En ciertas ocasiones no es posible fijar el monumento sobre una
superficie horizontal, por ejemplo, en montajes sobre muros
exteriores. Para dichos casos, se recomienda fabricar un extensor
para adaptar la fijación horizontal del monumento (tornillos de
fijación a 0 grados respecto de la vertical) a una fijación
perpendicular (tornillos de fijación a 90 grados respecto de la
vertical).
La estructura del extensor deberá ser fabricada en acero inoxidable
preferentemente. Sin embargo, el extensor puede ser construido en
acero común siempre y cuando los tornillos de sujeción entre el
monumento y el extensor sean de acero inoxidable de manera de
evitar la corrosión. Los perfiles deberán ser cilíndricos del mismo
diámetro utilizado para el monumento, es decir, preferentemente de
3 pulgadas.
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3.2.2. Planos del despiece
A continuación se presentan planos y figuras del despiece y
ensamblado de la estructura.
Fig. 7: Acoplamiento entre monumentación y extensor
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Fig. 8: Plano acotado del extensor
Fig. 9: Base de acoplamiento entre monumento y extensor
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4. Instalación de la monumentación
Sobre superficie horizontal
Para la instalación sobre superficies horizontales, se deben seguir los
siguientes pasos:
1. Encontrar la superficie horizontal lo más lisa posible. Esto hará
que la profundidad de los agujeros y la tarea de nivelación
posterior se simplifique.
2. Presentar el monumento a instalar de manera de que los
agujeros laterales para el cable de antena queden orientados
hacia el norte. Esto permitirá que el conector de la antena
quede alineado con el agujero, disminuyendo la longitud
expuesta del cable de antena. Marcar la posición de los tres
agujeros a realizar.
3. Realizar tres (3) agujeros de al menos 25 cm de profundidad lo
más verticalmente posible (los agujeros están dispuestos a 120
grados entre sí, ver Fig. 10). La distancia entre agujeros debe
coincidir con la disposición de los agujeros del disco de soporte
(ver Fig. 4).
4. Con un inflador o soplador, eliminar el polvo que pudiera
quedar dentro de cada agujero.
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Fig 10: agujeros dispuestos a 120º entre sí.
5. Amurar tres (3) brocas (Ver Fig. 11) de ½” de 50 cm de
longitud utilizando pegamento epoxi (producto recomendado
HILTI HIT-RE-500 SD / https://www.hilti.com/anchor-
fasteners/injectable-adhesive-anchors/r3783 ). A pesar que es
posible utilizar varillas roscadas, éstas últimas no se
recomiendan dado que no permiten una fijación mecánica a la
roca o muro. Se deben rellenar con epoxi los agujeros del paso
2 desde el fondo hasta la superficie (Ver Fig. 12 y 13).
5. Inmediatamente colocar las brocas hasta que hagan tope
(aprox. 25cm) con el fondo. Es posible asistirse con un martillo
de goma o con martillo común asegurándose de no deformar la
rosca de la broca.
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Fig 11: brocas de hormigón con trabas de tiro.
6. Antes de permitir que fragüe el pegamento, ajustar la tuerca
con arandela de manera tal que la misma tire de la broca hacia
afuera. Esto hará que la broca se active y expanda. De este
modo, se obtiene doble método de fijación: químico y
mecánico.
7. Colocar dos (2) tuercas (tuerca y contratuerca) y una (1)
arandela de ½” en cada una de las brocas, (ver Fig. 14 y 15).
Sobre las arandelas, colocar la monumentación atendiendo que
el agujero para el cable de antena quede orientado al norte.
Una vez colocado el monumento, las varillas deberán sobresalir
por encima del disco lo suficiente como para que permita
colocar una (1) arandela y sus correspondiente tuerca y
contratuerca. (Ver Fig. 14 y 15).
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Fig 12: llenado de agujeros con resina epóxico
Fig 13: llenado de agujeros con resina epóxico
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Fig 14: Disposición de tuercas y arandelas.
Fig 15: Disposición de tuercas y arandelas.
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8. Se modificarán las posiciones de las tuercas hasta que la
estructura quede nivelada. Se recomienda utilizar un nivel de 4
caras para tal propósito. Cuando finalmente quede en la
posición nivelada, se deberán ajustar las tuercas y
contratuercas. Colocar fijador/sellaroscas para que éstas tengan
mayor agarre a la posición y sean más difíciles de desajustar.
9. Para colocar la antena, se utilizará el agujero lateral de la
monumentación para introducir la llave tubo con el tornillo de
fijación. Se provoca la orientación de la antena hacia el norte
geográfico y se ajusta el tornillo. Se recomienda aplicar entre 1
y 2 Nm de torque.
10. Se introduce el cable de antena por la parte inferior de la
monumentación (puede ser el orificio lateral inferior o el
agujero del disco soporte, siempre que la separación superficie-
disco lo permita), y se lo extrae por el orificio lateral superior,
hasta hacerlo llegar a la antena.
Para cuidar el cable antena de posibles roces con la
monumentación debido al viento se deberá cubrir el mismo con
una manguera protectora. (Ver Fig. 16)
Por último si se desea que el cable tenga el menor movimiento
posible, se deben rellenar los orificios con espuma de
poliuretano. Una vez seco pueden recortarse los márgenes que
queden desprolijos.
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Fig. 16: Colocación de tornillo y arandelas
Sobre superficie vertical
Para la instalación sobre superficies verticales, se deben seguir los
siguientes pasos:
1. Encontrar la superficie vertical lo más estable y con mayor
visibilidad al cielo posible. En lo posible que la superficie sea de
hormigón armado y que en el caso de ser un muro tenga un
espesor de al menos 30cms.
2. Presentar el extensor del monumento a instalar sobre la pared
o muro. Realizar la marca de los agujeros con una mecha de
menor pulgada para evitar diferencias en la posterior
colocación.
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3. Realizar los agujeros de al menos 15 cm de profundidad lo más
horizontal posible (los agujeros están dispuestos de acuerdo al
monumento extensor, ver Fig. 7 y 8).
4. Con un inflador o soplador, eliminar el polvo que pudiera
quedar dentro de cada agujero.
5. Amurar las brocas (Ver Fig. 11) de ½” de 20 cm de longitud
utilizando pegamento epoxi (producto recomendado HILTI HIT-
RE-500 SD). A pesar que es posible utilizar varillas roscadas,
éstas últimas no se recomiendan dado que no permiten una
fijación mecánica a la roca o muro. Se deben rellenar con epoxi
los agujeros del paso 3 desde el fondo hasta la superficie.
Inmediatamente colocar las brocas hasta que hagan tope
(aprox. 15cm) con el fondo. Es posible asistirse con un martillo
de goma o con martillo común asegurándose de no deformar la
rosca de la broca.
6. Antes de permitir que fragüe el pegamento, ajustar la tuerca
con arandela de manera tal que la misma tire de la broca hacia
afuera. Esto hará que la broca se active y expanda. De este
modo, se obtiene doble método de fijación: químico y
mecánico.
7. Una vez seco el pegamento, colocar una arandela en cada una
de las brocas y colocar el extensor. Colocar otra arandela y
ajustar con otra tuerca. Aplicar sellaroscas en todas las juntas
de tuercas y arandelas. (Ver Fig. 16)
8. Colocado el extensor sobre la pared o muro, se debe apoyar la
monumentación sobre el mismo.
9. En los 3 agujeros del extensor se deberán colocar 3 varillas
roscadas de ½’’ y unos 20cm de largo.
En la parte inferior del disco se deberán poner 1(una) arandela
y dos tuercas en cada una de ellas (Ver Fig. 16).
En la parte superior, se deberán colocar 1 arandela y 1 tuerca.
Tratar de que las varillas queden del mismo largo en cada uno
de los agujeros. Aplicar sellaroscas en cada una de las juntas.
10. Las restantes tareas de instalación coinciden con los incisos 7 a
10 de la instalación sobre superficie horizontal.